北京化工大学《高分子精细化工》作业答案课件.docx

第一章 1 简述精细化工和精细高分子化工的区别与联系 答：精细高分子化工是精细化工的一部分，降稀高分子化工范畴更宽。精细高分子化工是精细化工发展到一定程度后形成的另一分支，二者紧密相连，互相贯穿。 2 简述精细高分子化学品的范畴 答：精细高分子包括特殊性能和特殊功能的高分子化学品。 具有特殊性能的工作化学品有：涂料，粘合剂，耐热聚合物，特种橡胶，阻燃材料，降解聚合物，高分子助剂，油品降凝剂，皮革整理剂，微胶囊等。 具有特殊功能的工作化学品有：离子交换树脂；高分子试剂与催化剂；电活性高分子材料；感光高分子材料；高分子功能膜材料；高分子液晶材料；导电高分子；吸水、吸油树脂；医用高分子材料等。 3 简述材料的性能和特种性能的概念区别 材料的性能主要指材料的通用性能，首先是材料的力学性能(包括强度、模量，伸长率，硬度、抗冲等）、耐老化性能(耐紫外老化、耐热老化、耐其他环境老化)、耐热性能(耐热变形及耐热老化及耐热分解)、绝缘、耐化学品腐蚀等。 而材料的功能则指材料除上述性能外还有其他的物理或化学过程的特殊性能，如传输功能[(一次功能)导电、传热、透光、阻尼(吸声吸波)、分离与富集、超吸附、催化、特种大分子反应试剂，生物相容性、缓释、光电转换(二次功能)等。 4 简述精细高分子化学品的特点 精细高分子化学品和精细化学品一样，具有①高技术密集度；②小批量、多品种、复配多；③特定功能和专一用途；④ 经济效益高。 5 思考题：试对有机高分子的玻璃化转变温度(Tg)给出的准确定义 指一个均聚物当分子量增大到一定程度后该均聚物链段开始启动或冻结的温度，它是线形有机高分子的一个恒定的特征温度，无论采用何种测定方法，其结果都相近。 测定Tg的方法有DSC法(differential scanning calorimetry，示差扫描量热法示差扫描量热法)、DMA法(Dynamic thermomechanical analysis，动态粘弹色谱仪)，TBA法(torsional braid analysis,动态扭辨仪法）。 第二章 1 设计一种耐油、耐高温、耐低温的丙烯酸酯橡胶 ①赋予聚合物耐油性则聚合物主链或侧链必须带有极性原子或极性基团；但主链极性太强，则耐低??性能下降； ② 赋予聚合物耐高温老化性能则聚合物主链必须是饱和结构，因此主链不能用二烯烃参与共聚； ③ 赋予低温柔性则主链不仅为饱和结构，还需主链不能结晶，因此需从侧基的耐油性和耐低温性去设计。 而丙烯酸酯共聚物主链为饱和结构，侧基为极性酯侧基，但随酯侧基的烷基链增大，耐低温性能增加，但耐油性下降。为此，为制备丙烯酸酯橡胶专门设计了一类乙二醇单甲醚丙烯酸酯，其低温柔性接近丙烯酸丁酯，耐油性接近丙烯酸乙酯。因此用该单体与丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯共聚得到的橡胶的耐油性、耐高温老化性、耐低温性达到最好的平衡统一。 2 高分子分为一次结构，二次结构及三次结构，各层次的结构都指哪些内容 ①高分子的一次结构主要指构成高分子的原子，原子价态，原子的极性，组成，分子量及分布； ②高分子的二次结构则包括组成高分子单元的序列结构，立体构型及几何结构； ③高分子的三次结构主要指当多个分子在一起后所呈现的堆积结构，有无定形结构，结晶结构及半结晶结构，聚合物的聚集态结构是决定该材料在使用温度下或环境温度下所具有的力学状态，即据定了该高分子材料在环境温度下是作为橡胶(高弹态)、还是作为塑料(玻璃态)、还是作为纤维(玻璃态)，还是作为压敏粘合剂(粘流态)材料使用。 3 为什么尼龙既可以作为塑料，纤维，还可以作为橡胶材料使用 有机高分子材料在使用温度下是作为塑料、纤维还是作为橡胶使用，是由该聚合物在使用温度附近所处的力学状态所决定的。而聚合物所处的力学状态又是由聚合物的第三个层次结构—聚集态结构所决定的，而聚集态结构又是由高分子的一次结构和二次结构共同决定的。通常塑料的Tg或Tm应远高于使用温度越好，而作为纤维使用的高分子不仅Tm远高于使用温度，而且能在纺丝拉伸过程中能取向结晶，达到高强力、耐磨、耐洗、可熨烫，所以纤维均是侧链小、熔点在240～300℃的结晶聚合物；橡胶的Tg要远低于使用温度。尼龙的聚集态结构主要是由组成尼龙的一次结构和二次结构的决定的，尼龙结构最大的特征就是酰胺键，酰胺键之间可形成氢键，氢键的密度大小取决于链结构中(CH2)n的n的多少，n越大，氢键密度越低，尼龙的聚集态更趋向橡胶态，反之就趋向塑料，当分子量达到其熔点超过240℃后就可成为纤维材料。因此尼龙或聚酰胺可通过控制其结构，使其可作塑料、纤维或橡胶。 4 主链含季碳结构的高分子为何耐热分解温度都相对较低？可以利用这些缺点转变为优点吗？ 利用这些特性可制备具有如下特性的聚合物： ①制备可回收利用的热降解塑料，如PMMA在250℃以上，可完全热解